General ruler for earthquake magnitude

GB 17740-2017

发布日期：2017年5月12日
实施日期：2017年12月1日

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
         中国国家标准化管理委员会                  发布

前言

    本标准的第2章和4.2.2中的c)为推荐性的，其余为强制性的。
    本标准按照GB／T 1.1-2009给出的规则起草。
    本标准代替GB 17740-1999《地震震级的规定》。
    本标准与GB 17740-1999相比主要技术内容变化如下：
    ——增加了16条术语和定义：“地震”“震源”“震中”“震中位置”“震源深度”“浅源地震”“中源地震”“深源地震”“地震体波”“地震矩”“地方性震级”“面波震级”“体波震级”“矩震级”“质点运动位移”和“地震速报”；
    ——修改了3条术语的定义：“质点运动”“质点运动速度”和“量规函数”；
    ——删除了1条术语的定义：“地动位移”；
    ——增加了地方性震级M_L、短周期体波震级m_b、宽频带体波震级m_B(BB)、宽频带面波震级M_S(BB)，和矩震级M_W的测定方法；
    ——修改了地震震级的使用规定。
    本标准由中国地震局提出。
    本标准由全国地震标准化技术委员会(SAC／TC 225)归口。
    本标准起草单位：中国地震局地球物理研究所、中国地震台网中心、国家海洋环境预报中心。
    本标准主要起草人：刘瑞丰、陈运泰、许绍燮、任枭、徐志国、薛蜂、冯义钧、郑秀芬、杨辉、王丽艳、王晓欣、邹立晔、陈宏峰、张立文、任克新、孙丽、韩雪君、和锐。
    本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
    ——GB 17740-1999。

引言

    GB 17740-1999自实施以来，规范了地震震级的测定方法和使用规定，对地震监测预报、震害防御、应急救援等防震减灾相关工作发挥了重要作用，取得了良好的科学效益和社会效益。
    修订GB 17740-1999的主要原因是：
    ——经过十几年的发展，我国的地震观测系统实现了数字化和网络化的历史性突破，到2007年底，我国正式运行的所有地震台站都是数字化的台站，仪器特性、数据传输方式、数据分析处理方式、震级测定的时效性都发生了根本的变化；
    ——GB 17740-1999实施以来，我国已经积累了大量的地震观测资料，在地震震级测定方面有了新的认识；
    ——国际上在震级测定方法和发布规则上取得了重要进展，并逐步得到应用。

    本标准规定了地震震级的测定方法和使用规定。
    本标准适用于地震监测、地震应急、信息发布、科学普及、新闻报道等与地震震级有关的工作。
    本标准不适用于科学研究所使用其他类型的震级。

    下列术语和定义适用于本文件。

2.1
    地震 earthquake
    大地震动。包括天然地震(构造地震、火山地震、陷落地震)、诱发地震(矿山采掘活动、水库蓄水等引发的地震)和人工地震(爆破、核爆炸、物体坠落等产生的地震)。一般指天然地震中的构造地震。
    注：改写GB／T 18207.1-2008，定义3.1。

2.2
    震源 earthquake source；seismic source
    产生地震的源。
    [GB／T 18207.1-2008，定义3.2]

2.3
    震中 epicentre
    震源在地面上的投影。
    [GB／T 18207.1-2008，定义3.7]

2.4
    震中距 epicentral distance
    地震震中至某一指定地点的地面距离。
    注：在测定地方性震级M_L时，震中距的单位为千米(km)；在测定面波震级M_S、宽频带面波震级M_S(BB)，短周期体波震级m_b，和宽频带体波震级m_B(BB)时，震中距的单位为度(°)。1°≈111.2km。

2.5
    震中位置 epicentre location
    震中的地理经度和地理纬度。
    [GB／T 18207.2-2005，定义3.1.9.2]

2.6
    震源深度 focal depth
    震源与震中的距离。
    [GB／T 18207.2-2005，定义3.1.9.3］

2.7
    浅[源地]震 shallow earthquake
    震源深度小于60km的地震。
    [GB／T 18207.2-2005，定义3.1.6]

2.8
    中源地震 intermediate earthquake
    震源深度在60km～300km范围内的地震。
    [GB／T 18207.2-2005，定义3.1.7]

2.9
    深[源地]震 deep-focus earthquake
    震源深度大于300km的地震。
    [GB／T 18207.2-2005，定义3.1.8]

2.10
    地震面波 seismic surface wave
    沿着地球表面附近传播的地震波。常见的有勒夫波和瑞利波。
    注：改写GB／T 18207.2-2005，定义4.1.3.2。

2.11
    地震体波 seismic body wave
    在地球内部传播的地震波。通常包括地震纵波和地震横波。
    注：改写GB／T 18207.2-2005，定义4.1.3.1。

2.12
    质点运动 particle motion
    在地震波通过时，地球上某一点的运动。

2.13
    质点运动位移 displacement of particle motion
    质点运动时，相对于原静止点的距离。

2.14
    质点运动速度 velocity of particle motion
    质点运动时，该质点运动位移对时间的微商。

2.15
    地震矩 seismic moment
    对地震大小的一种绝对量度，用M₀表示。
    [GB／T 18207.2-2005，定义3.1.9.10]

2.16
    震级 earthquake magnitude
    对地震大小的量度。

2.17
    地方性震级 local magnitude
    近震震级
    用震中距为1000km以内地震的横波(S波)或短周期勒夫波(Lg波)记录测定的震级，用M_L表示。
    注：改写GB／T 18207.2-2005，定望3.1.9.4。

2.18
    体波震级 body wave magnitude
    用地震体波记录测定的震级。其中用短周期体波记录测定的体波震级称为短周期体波震级，用m_b表示；用宽频带体波记录测定的体波震级称为宽频带体波震级，用m_B(BB)表示。
    注：改写GB／T 18207.2-2005，定义3.1.9.5。

2.19
    面波震级 surface wave magnitude
    用地震面波记录测定的震级，通常用水平向面波记录测定，用M_S表示；用垂直向宽频带面波记录测定的面波震级称为宽频带面波震级，用M_S(BB)表示。
    注：改写GB／T 18207.2-2005，定义3.1.9.6。

2.20
    矩震级 moment magnitude
    用地震矩换算的震级，用M_W表示。
    [GB／T 18207.2-2005.定义3.1.9.7]

2.21
    量规函数 calibration function
    在不同的观测点上测定震级时，因地震波随震中距或震源深度衰减所需要加的校正值。

2.22
    地震速报 rapid earthquake information report
    对已发生地震的时间、地点、震级等的快速测报。
    [GB／T 18207.1-2008，定义4.15]

3.1 地方性震级
    测定地方性震级M_L应使用仿真成DD-1短周期地震仪两水平向记录S波(或Lg波)的最大振幅，该最大振幅应大于干扰水平2倍以上，按照式(1)计算：

    式中：
        A——最大振幅，单位为微米(μm)；
        A_N——北南向S波或Lg波最大振幅，单位为微米(μm)；
        A_E——东西向S波或Lg波最大振幅，单位为微米(μm)；
        △——震中距，单位为千米(km)；
        R(△)——地方性震级的量规函数，取值见附录A。
        DD-1短周期地震仪的仪器参数和传递函数见附录B中B.1。

3.2 面波震级
    测定浅源地震的面波震级M_S，应将原始宽频带记录仿真成基式(SK)中长周期地震仪记录，使用水平向面波质点运动位移的最大值及其周期，按照式(2)计算：

    式中：
        A——水平向面波最大质点运动位移，取两水平向质点运动位移矢量和的模，单位为微米(μm)；
        △——震中距，单位为度(°)；
        T——A对应的周期，单位为秒(s)。
    在测量最大质点运动位移的两水平向分量时，应取同一时刻或周期相差在1／8周期之内。若两分量周期不一致时，则取加权和，T按照式(3)计算。

    式中：
        A_N——北南向面波质点运动位移，单位为微米(μm)；
        A_E——东西向面波质点运动位移，单位为微米(μm)；
        T_N——A_N对应的周期，单位为秒(s)；
        T_E——A_E对应的周期，单位为秒(s)。
    测定面波震级M_S时，使用面波的周期T宜在附录C给出的范围；基式(SK)中长周期地震仪的仪器参数和传递函数见B.2。

3.3 宽频带面波震级
    测定浅源地震的宽频带面波震级M_S(BB)，应在垂直向速度型宽频带记录上量取面波质点运动速度的最大值，按式(4)计算：

    式中：
        V_max——垂直向面波质点运动速度的最大值，单位为微米每秒(μm／s)；
        T——V_max对应的周期，单位为秒(s)；
        △——震中距，单位为度(°)。

3.4 短周期体波震级
    测定短周期体波震级m_b，应将垂直向宽频带记录仿真成DD-1短周期地震仪记录，测量P波波列(包括P，pP，sP，甚至可以为PcP及其尾波，一般取在PP波之前)质点运动位移的最大值，按式(5)计算：

式中：
    A——P波波列质点运动位移的最大值，单位为微米(μm)；
    T——A对应的周期，单位为秒(s)；
    △——震中距，单位为度(°)；
    h——震源深度，单位为千米(km)；
    Q(△，h)——垂直向P波体波震级的量规函数，取值见附录D。
    DD-1短周期地震仪的仪器参数和传递函数见B.1。

3.5 宽频带体波震级
    测定宽频带体波震级m_B(BB)，应在垂直向速度型宽频带记录上测量P波波列(包括P、pP、sP，甚至可以为PcP及其尾波，一般取在PP波之前)质点运动速度的最大值，按照式(6)计算：

    式中：
        V_max——整个P波波列质点运动速度的最大值，单位为微米每秒(μm／s)；
        T——V_max对应的周期，单位为秒(s)；
        △——震中距，单位为度(°)；
        Q(△，h)——垂直向P波体波震级的量规函数，取值见附录D。

3.6 矩震级
    矩震级M_W应使用测定的地震矩按照式(7)计算：

    式中：
        M₀——地震矩，单位为牛顿米(N·m)。

4.1 震级测定

4.1.1 负责日常地震监测的各地震台网(站)，应按照第3章的方法测定可能测到的所有震级，包括地方性震级M_L、短周期体波震级m_b、宽频带体波震级m_B(BB)、面波震级M_S、宽频带面波震级M_S(BB)，和矩震级M_W。

4.1.2 测定的震级之间不应相互换算。

4.2 震级发布

4.2.1 地震台网在发布地震速报信息时，对能及时测定地震矩M₀的地震，应优先选择矩震级M_W作为对外发布的震级。

4.2.2 地震台网在发布地震速报信息时，对不能及时测定地震矩M₀的地震，应按以下原则确定对外发布的震级：
    a) 对于M_L＜4.5的浅源地震，应选择地方性震级M_L为对外发布的震级；
    b) 对于M_L≥4.5的浅源地震，应选择宽频带面波震级M_S(BB)为对外发布的震级；
    c) 对于中源地震和深源地震，宜选择短周期体波震级m_b或宽频带体波震级m_B(BB)为对外发布的震级。

4.2.3 对外发布的震级应用M表示，不应加“里氏震级”“矩震级”等附加信息。

4.2.4 地震台网在编制地震目录时，应同时列出所有测定的震级和对外发布的震级。示例见表1。

表1 地震目录中震级表示方法示例

4.2.5 各级地震工作部门或机构对外发布地震信息、进行科普教育等工作时，应使用发布的震级M。

4.2.6 电视台、广播电台、报刊、杂志和网站等新闻媒体在发布地震信息时，应使用发布的震级M。

4.2.7 地震灾害发生以后，各级政府应依据发布的震级M启动地震应急响应，开展地震应急工作。

    术前围语和定范义测使见方A.1。其法，黑龙江、吉林、辽宁、用蒙古、北京、天津、河北、山西、山东、河南、宁夏、陕西录言引R₁₁；福建、广东、广西、规南、江苏、上规、浙扛、江西、湖南、湖北、安徽录言引R₁₂；云南、四川、性庆、贵州录言引R₁₃，青规、西藏、甘肃录言引R₁₄，附疆录言引R₁₅。

表A.1 次方目震级量规函数值

B.1 DD-1范围术中地注

B.1.1 注源距定
    义测方定生大：
    a) 拾语测固时规性：T₁＝1.0s；
    b) 拾语测阻尼适定：D₁＝0.45；
    c) 于引笔固时规性：T₃＝0.05s；
    d) 于引笔阻尼适定：D₃＝0.707。

B.1.2 置深规定
    DD-1中规性术语义期术与级不其文地面上震法使和定周：

B.2 度浅(SK)的长围术中地注

B.2.1 注源距定
    义测方定生大：
    a) 拾语测固时规性：T₁＝12.5s；
    b) 拾语测阻尼适定：D₁＝0.45；
    c) 道流闻固时规性：T₂＝1.2s；
    d) 道流闻阻尼适定：D₂＝5.0；
    e) 耦合本定：σ²＝0.1(在信息)，σ²＝0.3(普及息)。

B.2.2 置深规定
    在信息期术与级不地面上震法使和定周：

    垂直向对地动位移的归一化传递函数为：

    不同震中距选用地震面波周期值见表C.1。

表C.1 不同震中距选用地震面波周期值

    计算短周期体波震级m_b和宽频带体波震级m_B(BB)的Q(△，h)值见表D.1。

表D.1 Q(△，h)值表

    [1] GB／T 18207.1-2008 防震减灾术语 第1部分：基本术语
    [2] GB／T 18207.2-2005 防震撼灾术语 第2部分：专业术语